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  • Universidade de Aveiro

    2017

    Departamento de Engenharia Mecânica

    Luís Filipe da Silva Areias

    Análise de Desempenho das Ferramentas CAD 3D da UA

  • Universidade de Aveiro

    2017

    Departamento de Engenharia Mecânica

    Luís Filipe da Silva Areias

    Análise de Desempenho das Ferramentas CAD 3D da UA

    Dissertação apresentada à Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica, realizada sob a orientação científica do Doutor Carlos Alberto Moura Relvas, Professor Auxiliar do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Aveiro e do Doutor António Manuel de Amaral Monteiro Ramos, Professor Auxiliar do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Aveiro.

    Apoio financeiro dos projetos UID/EMS/00481/2013-FCT e CENTRO- 01-0145-FEDER-022083

  • o júri

    Presidente Prof. Doutor João Alexandre Dias de Oliveira Professor Auxiliar do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Aveiro

    Arguente Prof. Doutor Ricardo Nuno de Oliveira Bastos Torcato Professor Adjunto da Escola Superior de Design, Gestão e Tecnologias da Produção Aveiro Norte da Universidade de Aveiro

    Orientador Prof. Doutor Carlos Alberto Moura Relvas

    Professor Auxiliar do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Aveiro

  • agradecimentos

    Agradeço aos meus orientadores, Professor Doutor Carlos Relvas e Professor Doutor António Ramos, pelo apoio, disponibilidade e sugestões fundamentais ao desenvolvimento da minha dissertação. Agradeço aos meus amigos e em especial à minha família pelo apoio incondicional e encorajamento durante todo o percurso académico.

  • palavras-chave

    CAD, cloud computing, CATIA, Solidworks, Solid Edge, Fusion 360, Onshape

    resumo

    O aparecimento de um novo paradigma como a cloud computing no

    panorama dos softwares CAD 3D, levou à necessidade de perceber se

    existem vantagens em adotar este novo sistema em relação ao modelo

    tradicional, nomeadamente no ambiente académico. Este trabalho teve

    por objetivo analisar e caracterizar o desempenho de cinco ferramentas

    CAD 3D disponíveis na Universidade de Aveiro (CATIA V5, Solidworks

    student version 2016-2017, Solid Edge ST6, Fusion 360 student version e

    Onshape student version) visando melhorar o processo de ensino-

    aprendizagem e desempenho dos futuros utilizadores. Deste modo, foram

    analisados as diferentes interfaces e transferência de ficheiros entre

    aplicações, procedeu-se à análise das quatro principais ferramentas de

    modelação (revolve, extrude, sweep, loft), efetuou-se a modelação de

    peças orgânicas e peças prismáticas, no modo sólido e superfície, analisou-

    se ainda o assembly, o rendering e o levantamento de forma de uma das

    aplicações. Para obter a caracterização de cada software para as

    funcionalidades em análise, no desenvolvimento do trabalho foi efetuada

    a modelação 3D de peças como uma chávena, um pires e uma peça

    mecânica e foram produzidas as respetivas imagens foto-realísticas. Para o

    levantamento de forma foi utilizado um punho e um rato de computador.

    Foi igualmente efetuada uma montagem elementar de um conjunto de

    peças. Os resultados obtidos apontam para a robustez das aplicações

    baseadas no cloud computing onde por exemplo, o software Fusion 360

    caracterizou-se por um número reduzido de erros em associação a uma

  • vasta aplicabilidade, aceita os sketches mais rudimentares e apresenta o

    menor número de erros na modelação das peças em análise, já o software

    Onshape caracteriza-se por uma utilização bastante intuitiva, mas uma

    reduzida aplicabilidade. No entanto o menor tempo de modelação, para as

    peças estudada foi apresentado pelo software Solid Edge. Os resultados

    deste estudo devem ser completados com uma análise de projetos de

    maior complexidade.

  • keywords

    CAD, cloud computing, CATIA, Solidworks, Solid Edge, Fusion 360, Onshape

    abstract

    The appearance of a new paradigm such as cloud computing in the

    scenery of CAD 3D software, led to the need to understand if there

    advantages in adopting this new system instead of the traditional model,

    especially in academic environment. This work had as goal, analyze and

    characterize the development of five tools CAD 3D available in Aveiro’s

    University (CATIA V5, Solidworks student version 2016-2017, Solid Edge

    ST6, Fusion 360 student version e Onshape student version) aiming the

    improvement of teach-learning process and performance of future users.

    Thus, the different interfaces and transference of files between apps were

    analyzed, proceeded to the analysis of the four major tools of modeling

    (revolve, extrude, sweep, loft), to modeling the organic and prismatic

    pieces, on solid and surface modes, to assembly, to rendering and to form

    lifting. To get the description of each software for the functionalities in

    analysis, during the development of this work, was performed a 3D

    modeling of pieces like a cup, a saucer, and a mechanic piece and were

    produced the respective photo-realistic images. For the form lifting was

    used a grip and a computer mouse. Likewise, were performed an

    elementary assembly of set of pieces. The obtained results point to the

    robustness of the apps based on cloud computing, where, for example,

    the software Fusion 360 is characterized for its reduced number of errors

    associated with vast applicability, accepts the most rudimentary sketches

    and presents the fewest number of errors while modeling the pieces

    under analysis. Yet, the Onshape software is characterized for its intuitive

    utilization, but with reduced applicability. However, the lower modeling

  • time, for the pieces under evaluation, was presented by the Solid Edge

    software. The results of this study must be completed with a project

    analysis with bigger complexity.

  • Índice

    Lista de Tabelas .................................................................................................................................. 1

    Lista de Figuras ................................................................................................................................... 2

    Lista de Acrónimos ............................................................................................................................. 4

    1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 5

    1.1 Contextualização ................................................................................................................ 5

    1.2 Objetivos Gerais ................................................................................................................. 7

    1.3 Revisão Bibliográfica .......................................................................................................... 7

    1.4 Contribuição do Trabalho ................................................................................................... 9

    1.5 Organização do Documento ............................................................................................... 9

    2 ESTADO DA ARTE ...................................................................................................................... 11

    2.1 CAD (computer aided design) .......................................................................................... 11

    2.2 Computação na nuvem (Cloud Computing) ..................................................................... 15

    2.2.1 Caraterização e tipos de serviços fornecidos pela cloud ......................................... 17

    2.2.2 Tipos de cloud .......................................................................................................... 21

    2.3 O Modelo De Ensino Na Universidade De Aveiro ............................................................ 22

    2.3.1 Objetivos de ensino .................................................................................................. 23

    2.4 Cloud Computing na Educação ........................................................................................ 24

    3 METODOLOGIA DE ESTUDO ..................................................................................................... 27

    3.1 Caracterização Das Aplicações Informáticas Utilizadas ................................................... 27

    3.1.1 CATIA ........................................................................................................................ 27

    3.1.2 Solidworks ................................................................................................................ 29

    3.1.3 Solid Edge ................................................................................................................. 30

    3.1.4 Fusion 360 .................................